uCOSIII实时操作系统 五 任务API（时间片轮转API调度）

时间片轮转调度

时间片轮转法：主要用于分时系统中的进程调度。为了实现轮转调度，系统把所有就绪进程按照先入先出的原则排成一个队列的队首进程，让CPU上运行一个时间片的时间。时间片是一个小小的时间单位,通常为5~10ms数量级。当进程用完分给他的时间片后，系统的计时器发出时钟中断，调度程序便停止该进程的运行，把它放在就绪列队的末尾，把CPU分给就绪队列的队首进程，同样也让它运行一个时间片，如此往复。

如果想要使用UCOSIII的时间片轮调度的话不仅要将宏OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN置1，还需要调用函数OSSchedRoundRobinCfg()，

位置：

函数原型如下：

void  OSSchedRoundRobinCfg (CPU_BOOLEAN   en,
                            OS_TICK       dflt_time_quanta,
                            OS_ERR       *p_err)

当使用时间片轮转的时候，使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍，既1*5=5ms

#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN //当使用时间片轮转的时候
//使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍，既1*5=5ms
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);
#endif

当任务想要放弃本次时间片的时候，就可以调用OSSchedRoundRobinYield()函数，函数原型如下：

任务设置要点：

在任务设计之初就应该考虑下面三个方面的的因素：

1. 中断服务函数
2. 普通任务
3. 空闲任务

中断服务函数：

在中断服务函数中不能使用挂起当前任务的操作，不允许调用任何会阻塞运行API函数接口（延时）。中断服务函数最好是精简短小，快进快出。一般在中断服务函数中只做标记事件发生，然后通知任务，让对应的任务区处理，因为中断服务函数的优先级高于任何优先级任务，如果中断任务处理时间过长会导致系统整个任务无法正常运行。

普通任务：

在任务中不允许出现死循环（此处的死循环指的是没有阻塞机制的任务循环体），如一个任务中只有就绪态而没有阻塞态，势必会影响到其他低优先级的任务的执行，所以在进行任务设计的时候，就应该保证任务在不活跃的时候，任务可以进入阻塞态以交出 CPU 使用权。（OSTimeDlyHMSM()延时函数）

空闲任务：

用户可以通过空闲任务钩子方式，在空闲任务上钩入自己的功能函数。通常这个空闲任务钩子能够完成一些额外的特殊功能，例如系统运行状态的指示，系统省电模式等。空闲任务是唯一一个不允许出现阻塞情况的任务，因为 μC/OS 需要保证系统永远都有一个可运行的任务。

时间片轮转实验：

实验要求：

1. 主函数创建任务1负责创建两个相同的优先级的任务2和任务3执行完任务函数后删除自身。
2. 任务2负责每隔1s打印一次abcde,任务3每隔1s打印一次fghij
3. 通过串口打印值来观察时间片轮转。

本实验继承前一篇博客http://t.csdnimg.cn/RRZqJ的工程在之前的工程上修改：

任务1：

在错误码变量声明完之后，加入下边的代码当宏OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN置1的时候执行调用函数OSSchedRoundRobinCfg()，实现时间片轮转调度。

#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN
	OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err2_3);
#endif

将创建任务的时间片长度修改为适当时间，这是我修改为3，时间片：3*5=15ms

实验现象：

实验源码：

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "includes.h"
 
//UCOSIII中以下优先级用户程序不能使用，ALIENTEK
//将这些优先级分配给了UCOSIII的5个系统内部任务
//优先级0：中断服务服务管理任务 OS_IntQTask()
//优先级1：时钟节拍任务 OS_TickTask()
//优先级2：定时任务 OS_TmrTask()
//优先级OS_CFG_PRIO_MAX-2：统计任务 OS_StatTask()
//优先级OS_CFG_PRIO_MAX-1：空闲任务 OS_IdleTask()
 
//创建任务1
//定义任务优先级
#define TASK_1_PRIO 3
//定义任务控制块
OS_TCB TASK_1_TCB;
//定义任务堆栈大小
#define TASK_1_STK_SIZE 128
//定义任务堆栈
CPU_STK TASK_1_STK[TASK_1_STK_SIZE];
//定义任务函数
void TASK_1(void *arg);
 
//创建任务2
//定义任务优先级
#define TASK_2_PRIO 4
//定义任务控制块
OS_TCB TASK_2_TCB;
//定义任务堆栈大小
#define TASK_2_STK_SIZE 128
//定义任务堆栈
CPU_STK TASK_2_STK[TASK_2_STK_SIZE];
//定义任务函数
void TASK_2(void *arg);
 
//创建任务3
//定义任务优先级
#define TASK_3_PRIO 4
//定义任务控制块
OS_TCB TASK_3_TCB;
//定义任务堆栈大小
#define TASK_3_STK_SIZE 128
//定义任务堆栈
CPU_STK TASK_3_STK[TASK_3_STK_SIZE];
//定义任务函数
void TASK_3(void *arg);
 
 
int main(void)
{
	OS_ERR err1;//错误码变量
	CPU_SR_ALLOC();//定义临界区需要的变量
	
	//硬件初始化
	delay_init();       //延时初始化
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断分组配置
	uart_init(115200);    //串口波特率设置
	
	OSInit(&err1);//初始化UCOSIII
	OS_CRITICAL_ENTER();//进入临界区代码
	
	//创建开始任务1
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&TASK_1_TCB,		//任务控制块
				 (CPU_CHAR	* )"main TASK1", 		//任务名字
                 (OS_TASK_PTR )TASK_1, 			//任务函数
                 (void		* )0,					//传递给任务函数的参数
                 (OS_PRIO	  )TASK_1_PRIO,     //任务优先级
                 (CPU_STK   * )&TASK_1_STK[0],	//任务堆栈基地址
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_1_STK_SIZE/10,	//任务堆栈深度限位
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_1_STK_SIZE,		//任务堆栈大小
                 (OS_MSG_QTY  )0,					//任务内部消息队列能够接收的最大消息数目,为0时禁止接收消息
                 (OS_TICK	  )0,					//当使能时间片轮转时的时间片长度，为0时为默认长度，
                 (void   	* )0,					//用户补充的存储区
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, //任务选项
                 (OS_ERR 	* )&err1);				//存放该函数错误时的返回值
	
	OS_CRITICAL_EXIT();//退出临界区代码
	OSStart(&err1);//开启UCOSIII
 
	while(1);
}
 
void TASK_1(void *arg)
{
	OS_ERR err2_3;//错误码变量
	CPU_SR_ALLOC();//定义临界区需要的变量
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN
	OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err2_3);
#endif
	
	OS_CRITICAL_ENTER();//进入临界区代码
	
	//创建开始任务2
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&TASK_2_TCB,		//任务控制块
				 (CPU_CHAR	* )"main TASK2", 		//任务名字
                 (OS_TASK_PTR )TASK_2, 			//任务函数
                 (void		* )0,					//传递给任务函数的参数
                 (OS_PRIO	  )TASK_2_PRIO,     //任务优先级
                 (CPU_STK   * )&TASK_2_STK[0],	//任务堆栈基地址
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_2_STK_SIZE/10,	//任务堆栈深度限位
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_2_STK_SIZE,		//任务堆栈大小
                 (OS_MSG_QTY  )0,					//任务内部消息队列能够接收的最大消息数目,为0时禁止接收消息
                 (OS_TICK	  )3,					//当使能时间片轮转时的时间片长度，为0时为默认长度，
                 (void   	* )0,					//用户补充的存储区
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, //任务选项
                 (OS_ERR 	* )&err2_3);				//存放该函数错误时的返回值
	//创建开始任务3
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&TASK_3_TCB,		//任务控制块
				 (CPU_CHAR	* )"main TASK3", 		//任务名字
                 (OS_TASK_PTR )TASK_3, 			//任务函数
                 (void		* )0,					//传递给任务函数的参数
                 (OS_PRIO	  )TASK_3_PRIO,     //任务优先级
                 (CPU_STK   * )&TASK_3_STK[0],	//任务堆栈基地址
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_3_STK_SIZE/10,	//任务堆栈深度限位
                 (CPU_STK_SIZE)TASK_3_STK_SIZE,		//任务堆栈大小
                 (OS_MSG_QTY  )0,					//任务内部消息队列能够接收的最大消息数目,为0时禁止接收消息
                 (OS_TICK	  )3,					//当使能时间片轮转时的时间片长度，为0时为默认长度，
                 (void   	* )0,					//用户补充的存储区
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, //任务选项
                 (OS_ERR 	* )&err2_3);				//存放该函数错误时的返回值							 
								 
	OS_CRITICAL_EXIT();//退出临界区代码
	
	//任务一执行完函数之后删掉自身
	OSTaskDel((OS_TCB *)0,&err2_3);			 
}
 
//任务2主体
void TASK_2(void *arg)
{
	int num = 0;//任务2运行次数
	OS_ERR err2;
	while(1)
	{
		num++;
		printf("任务2运行次数：%d\r\n",num);
		printf("abcde\r\n");
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err2);//延时1S
	}
}
 
//任务3主体
void TASK_3(void *arg)
{
	int num = 0;//任务2运行次数
	OS_ERR err3;
	while(1)
	{
		num++;
		printf("任务3运行次数：%d\r\n",num);
		printf("fghij\r\n");
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err3);//延时500ms
	}
}